СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОТОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК B32B3/12 C08J5/24 B32B17/04 

Изобретение относится к способам изготовления сотовых заполнителей (СЗ) для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в различных отраслях промышленности (мебельной, строительной, транспортной, авиационной, ракетно-космической и других), в частности к способам изготовления СЗ из тонких стеклотканей.

Известен способ изготовления сотового заполнителя, выбранный в качестве аналога [В.Е.Берсудский, В.Н.Крысин, С.И.Лесных. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. М.: Машиностроение, 1975, с.117, 162]. Соты изготавливаются из полимерной бумаги и фенолформальдегидного связующего. Способ включает следующие технологические операции: нанесение полос клея с заданным шагом на полотно полимерной бумаги в продольном направлении и сушку их, разрезку полотна на заготовки заданной длины и сборку сотового пакета (сотопакета) из заготовок, склеивание сотопакета по полосам клея в приспособлении с созданием давления сжатым воздухом снизу и нагревом в камерной печи, растяжение сотопакета в сотоблок и пропитку полученного сотоблока полимерным связующим (одно- или многократную), термообработку полимерного связующего на внутренней поверхности ячеек в сотоблоке и разрезку сотоблока на плоские панели (сотопанели).

Данный способ при изготовлении СЗ на основе тонких стеклотканей имеет недостатки, а именно:

а) невозможность обеспечения постоянства давления на пакет СЗ в приспособлении из-за колебаний давления в воздушной сети, что приводит к неравнопрочности по толщине сотопакета;

б) даже при незначительном превышении нормы давления на сотопакет из тонких стеклотканей возможно проникновение клея в процессе его отверждения через слой тонкой стеклоткани на соседние слои, что исключает в дальнейшем растяжение сотопакета в сотовую структуру или приводит к искажению формы сотовых ячеек, а также возможно разрушение тонких стеклотканей на жестких клеевых полосах в сотопакете;

в) в связи с подачей только снизу давления сжатым воздухом на сотопакет возникает неодинаковая сила прижима друг к другу нижних листов по сравнению с верхними и неравномерность прогрева клеевых полос по толщине пакета, что также приводит к неравнопрочности по толщине сотопакета и, в конечном счете, к неравнопрочности по площади сотопанелей.

Известен способ изготовления сотового заполнителя на основе стеклотканей, включающий следующие операции: нанесение с заданным шагом клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, подсушку их и разрезку стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотопакета из полученных заготовок путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивание в прессе заготовок сотопакета под давлением с нагревом и получение сотоблока путем растяжения сотопакета, пропитку сотоблока полимерным связующим и термоотверждение его по заданному режиму, разрезку полученного сотоблока на плоские сотопанели [В.Е.Берсудский, В.Н.Крысин, С.И.Лесных. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. М.: Машиностроение, 1975, с.100] - прототип.

Данный способ при изготовлении крупногабаритных СЗ на основе тонких стеклотканей имеет следующие недостатки:

а) необходимость применения громоздких дорогостоящих прессов с крупногабаритными обогреваемыми плитами;

б) жесткие требования по плоскопараллельности греющих плит пресса;

в) ограничение размеров сотопакетов размерами греющих плит пресса;

г) трудность удержания необходимого давления в прессе на нижнем пределе шкалы манометра (около 0), что приводит либо к недопрессовке сотопакета, либо к разрушению тонких стеклотканей на жестких клеевых полосах в процессе склеивания в прессе заготовок сотопакета под давлением при незначительном снижении либо превышении номинального давления соответственно;

д) проникновение клея сквозь тонкую стеклоткань в процессе его отверждения даже при незначительном превышении номинального давления.

Задача изобретения - обеспечение прочности сотового заполнителя при сжатии за счет качественного склеивания слоев тонкой стеклоткани по клеевым полосам путем исключения проникновения клея сквозь слои тонкой стеклоткани и ее разрушения на жестких клеевых полосах в процессе склеивания заготовок при изготовлении СЗ, а также расширение ассортимента изготавливаемого СЗ, в том числе и крупногабаритных сотоблоков, а также повышение технологичности.

Предлагаемый способ включает следующие операции: нанесение с заданным шагом клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, подсушку их и разрезку стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотопакета путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотопакета при заданных температуре и давлении и получение сотоблока путем растяжения сотопакета, пропитку сотоблока полимерным связующим с последующим термоотверждением его по заданному режиму, согласно предлагаемому изобретению в качестве стеклоткани используют тонкие стеклоткани А-5П×90 или А-4П×90 на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, для клеевых полос используют фенолополивинилацетальный клей марки БФ-2 с вязкостью 45 с по вискозиметру ВЗ-246. Склеивание заготовок сотового пакета проводят под вакуумом 0,12-0,16 кгс/см² по температурно-временному режиму: нагрев воздуха до температуры 80°C с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°C с последующей выдержкой 60 минут, нагрев до температуры 170°C с последующей выдержкой 120 минут. В качестве полимерного связующего при пропитке используют лак бакелитовый марки ЛБС-1 с вязкостью 15 с по вискозиметру ВЗ-246. Отверждение пропитанного сотоблока проводят в термостате по режиму: нагрев воздуха до температуры 100°C с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°C с последующей выдержкой 90 минут, нагрев до температуры 170°C с последующей выдержкой 120 минут. Полученный сотовый блок может быть разрезан на сотовые панели одинаковой или различной высоты.

Пример 1. Изготавливали сотовый заполнитель с размером стороны гексагональных ячеек 2,5 мм. Для этого на полотно тонкой стеклоткани А-5П×90, ТУ 5952-009-00204926-2000, на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, ГОСТ 19907-83, в продольном направлении наносили полосы фенолополивинилацетального клея БФ-2, ГОСТ 12172-74 с вязкостью 45 с по вискозиметру ВЗ-246 с помощью ребристого вала с шагом ребер 10 мм и подсушивали их в вертикальной шахте клеенаносящей машины при температурах по зонам 45, 65 и 75°С. Разрезали полотно с клеевыми полосами на заготовки длиной 340 мм и шириной 900 мм и проводили сборку сотопакета из полученных заготовок со смещением каждой заготовки относительно смежных на 5 мм. Собранный пакет заготовок склеивали в прессе по режиму: удельное давление (0,12 кгс/см²), нагрев до температуры 80°C с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°C с выдержкой 60 минут, нагрев до температуры 170°C с выдержкой 120 минут. Проводили растяжение сотопакета до получения ячеек гексагональной формы и закрепляли его в пропиточной рамке с помощью стержней, установленных в петли растягивающих тканевых элементов, приклеенных ранее к сотопакету. После медленного в течение 2 минут погружения в раствор полимерного связующего - бакелитового лака ЛБС марки ЛБС-1, ГОСТ 901-78 (раствор фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте) с вязкостью 15 с по вискозиметру ВЗ-246 проводили пропитку полученного сотоблока в течение 5 минут, медленно вынимали рамку с полученным сотоблоком из раствора и в течение 15 минут давали стечь избытку связующего.

Термообрабатывали сотоблок в термостате по следующему режиму: нагрев до температуры 100°C с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°C с последующей выдержкой 90 минут, нагрев до температуры 170°C с последующей выдержкой 120 минут. От полученного сотоблока отрезали растягивающие элементы и разрезали его на сотопанели требуемой толщины, из которых вырезали образцы для испытаний прочности. Данные испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 1, но собранный пакет заготовок склеивали, поместив пакет заготовок в вакуумный мешок, под вакуумом, равным 0,12 кгс/см², в электронагреваемом воздушном термостате по температурно-временному режиму, приведенному в примере 1.

Пример 3. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 2, склеивая собранный пакет заготовок под вакуумом 0,16 кгс/см².

Пример 4. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 2, склеивая собранный пакет заготовок под вакуумом 0,14 кгс/см².

Пример 5. Изготавливали сотовый заполнитель с размером стороны гексагональных ячеек 3,5 мм по примеру 2.

Пример 6. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 2, склеивая собранный пакет заготовок из тонкой стеклоткани А-4Пх90, ТУ 5952-009-00204926-2000 на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, ГОСТ 19907-83.

Состав и свойства полученного сотового заполнителя приведены в таблице.

№ п/пМарка стеклотканиРазмер стороны ячеек, ммУдельное давление на пакет заготовок, кгс/см²Качество сотового заполнителяСоответствие требованиям ТУ1-596-414-01 по прочности при сжатии1А-5Пх902,50,12Локальные разрушения ткани вдоль клеевых полос, прохождение клея сквозь тканьНе соответствует ТУ2То жеТо жеТо жеРазрушений ткани и прохождения клея сквозь ткань нетСоответствует3-«--«-0,16То жеТо же4-«--«-0,14-«--«-5-«-3,50,12-«--«-6А-4П×902,50,12-«--«-

При изготовлении сотового заполнителя под вакуумом при его значениях, выходящих за пределы, указанные в формуле изобретения, положительный результат не был достигнут: при понижении его происходило расслоение сотопакета и даже его разрыв при растяжении, при повышении - дефекты, указанные в примере 1.

Изобретение относится к способам изготовления сотовых заполнителей для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в различных отраслях промышленности: мебельной, строительной, транспортной, авиационной, ракетно-космической и других, в частности к способам изготовления сотовых заполнителей из тонких стеклотканей. Задача изобретения - обеспечение прочности сотового заполнителя при сжатии за счет качественного склеивания слоев тонкой стеклоткани по клеевым полосам путем исключения проникновения клея сквозь слои тонкой стеклоткани и ее разрушения на жестких клеевых полосах в процессе склеивания заготовок при изготовлении сотовых заполнителей, а также расширение ассортимента изготавливаемого сотового заполнителя, в том числе и крупногабаритных стеклоблоков, а также повышение технологичности. Поставленная задача решается тем, что на полотно стеклоткани в продольном направлении наносят с заданным шагом клеевые полосы, подсушивают их и разрезают стеклоткань с нанесенными на нее клеевыми полосами на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, собирают сотовый пакет из полученных заготовок путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивают заготовки сотового пакета при заданных температуре и давлении и получают сотовый блок путем растяжения сотового пакета, пропитывают полученный растянутый сотовый блок полимерным связующим, отверждают его по заданному режиму, при этом в качестве стеклоткани используют тонкую стеклоткань на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла марки А-5П×90 или А-4П×90, для клеевых полос используют фенолополивинилацетальный клей марки БФ-2 с вязкостью 45 с по вискозиметру ВЗ-246, склеивание заготовок сотового пакета проводят под вакуумом 0,12-0,16 кгс/см² по температурно-временному режиму: нагрев до температуры 80°С с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°С с последующей выдержкой 60 минут, нагрев до температуры 170°С с последующей выдержкой 120 минут, в качестве полимерного связующего при пропитке используют лак бакелитовый марки ЛБС-1 с вязкостью 15 с по вискозиметру ВЗ-246, отверждение пропитанного полимерным связующим сотового блока проводят по режиму: нагрев до температуры 100°С с последующей выдержкой 30 минут, нагрев до температуры 150°С с последующей выдержкой 90 минут, нагрев до температуры 170°С с последующей выдержкой 120 минут. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ изготовления сотового заполнителя, заключающийся в том, что на полотно стеклоткани в продольном направлении наносят с заданным шагом клеевые полосы, подсушивают их и разрезают стеклоткань с нанесенными на нее клеевыми полосами на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, собирают сотовый пакет из полученных заготовок путем укладки со смещением каждой заготовки относительно смежных на половину шага клеевых полос, склеивают заготовки сотового пакета при заданных температуре и давлении и получают сотовый блок путем растяжения сотового пакета, пропитывают полученный растянутый сотовый блок полимерным связующим, отверждают его по заданному режиму, отличающийся тем, что в качестве стеклоткани используют тонкую стеклоткань на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла марки А-5П×90 или А-4П×90, для клеевых полос используют фенолополивинилацетальный клей марки БФ-2 с вязкостью 45 с по вискозиметру ВЗ-246, склеивание заготовок сотового пакета проводят под вакуумом 0,12-0,16 кгс/см² по температурно-временному режиму: нагрев до температуры 80°С с последующей выдержкой 30 мин, нагрев до температуры 150°С с последующей выдержкой 60 мин, нагрев до температуры 170°С с последующей выдержкой 120 мин, в качестве полимерного связующего при пропитке используют лак бакелитовый марки ЛБС-1 с вязкостью 15 с по вискозиметру ВЗ-246, отверждение пропитанного полимерным связующим сотового блока проводят по режиму: нагрев до температуры 100°С с последующей выдержкой 30 мин, нагрев до температуры 150°С с последующей выдержкой 90 мин, нагрев до температуры 170°С с последующей выдержкой 120 мин.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный сотовый блок разрезают на сотовые панели.